Simulation of Blasting Demolition of Reinforced Concrete Structures and Ground Vibration using Finite Element Method

유한요소법을 이용한 구조물의 발파해체 붕괴거동 및 지반진동 모사에 관한 연구

  • 최주희 (서울대학교 에너지시스템공학부) ;
  • 정재웅 (서울대학교 에너지시스템공학부) ;
  • 전석원 (서울대학교 에너지시스템공학부)
  • Published : 2009.06.30

Abstract

With the increasing demand for blasting demolition in urban areas, the simulation of structural collapse prior to the real blasting operation is a key process for ensuring the success and safety of the blasting demolition. The simulation of collapsing behavior of a structure is not only vital for preventing unexpected economic loss and casualties, but also helpful in minimizing public claims by precisely estimating the environmental impact resulting from the operation. This study proposes a new technique for simulation of a blast demolition using FEM based LS-DYNA codes. The technique tries to simplify the complex arrangement of reinforcing bars, and use the actual properties of the concrete and steel reinforcing bars, thereby improving the overall capability of the simulation to match well with the collapsing behavior of real-scale structures.

발파해체는 다른 해체방법과는 달리 실패에 따라 발생할 수 있는 인적 물적 자원의 손실이 매우 크기 때문에, 이를 사전에 예측 방지 할 수 있는 수치해석을 이용한 시뮬레이션 개발이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 기둥 보 접합부의 특성구현 및 철근과 콘크리트의 강도 구현 등에 관하여 유한 요소법에 바탕을 둔 상용코드인 LS-DYNA를 이용하여, 실제 발파대상 구조물이 가지고 있는 복잡한 철근 배근을 단순화하여 고려하는 기법을 제안 하였으며, 또한 본 연구에서 제안한 기법을 이용하여 축소모형 실험 및 실제 구조물의 발파해체의 모사를 통해 검증하였다.

Keywords

References

  1. 김우, 김진근, 오병환, 정란, 최완철, 2001, 콘크리트 구조 석계, 사이텍미디어, PP. 32-236
  2. 이범식, 손창학, 박성식, 2004, 콘크리트 설계기준 통합에 따른 철근배근 실무 지침, 대한주택공사 부설 주택도시연구원 보고서, PP. 193-207
  3. 서영성, 박문식, 이재영, M. J. Fagan, 2001, CBT로 배우는 유한요소해석, 문우당. pp. 6-11
  4. 신병훈, 2005, 3차원 입자결합모델을 이용한 건물해제발파 모사를 위한 연구, 공학석사학위논문, 서울대학교 대학원
  5. 신병훈, 전석원, 2005, 3차원 입자결합모델을 이용한 구조물 해체발파 모사 연구, 대한화약발파공학회, 제23권 제1호, pp. 65-57
  6. 정재웅, 2008, 입자결합모델을 이용한 RC 라멘 구조물의 발파해체 붕괴거동 모사에 관한 연구, 공학석사학위논문, 서울대학교 대학원
  7. 채희문, 2004, 축소모형실험 및 입자결합모델 해석에 의한 구조물 발파해체 거동모사, 공학석사학위논문, 서울대학교 대학원
  8. 채희문, 전석원, 2004, 축소모형실험과 PFC2D해석에 따른 발파해체 거동분석, 터널과 지하공간, 제14권 제2호, pp. 54-68
  9. 대한건축학회, 2008, 건축 구조설계 기준(KBC, 2008)
  10. Lee, H., Jeon, S., 2007, Simulation of the collapse of a reinforced concrete structure by blasting demolition, Proceedings of the 2nd International Conference on Explosives and Blasting, pp. 83-86
  11. Jung, J., Lee, H., Jeon, S., 2008, Simulation of blasting demolition of RCstructure using bonded particle model, JSRM2008 & 29th West Japan Symposium on Rock Engineering, CD-ROM
  12. Livermore Software Technology Corp., 2007, LS-DYNA Keyword User's Manual